Tính toán thiết kế cụm ly hợp cho ôtô tải trung bình KAMAZ

MỤC LỤCTrangDanh mục hình vẽ:3Lời nói đầu:4Chương 1 : Tổng quan về hệ thống ly hợp trên ôtô51. Công dụng, phân loại và yêu cầu của ly hợp51.1. Công dụng ly hợp51.2. Phân loại ly hợp51.3. Yêu cầu ly hợp72. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp82.1. Ly hợp ma sát khô một đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh92.2. Ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh112.3. Ly hợp thuỷ lực132.4. Ly hợp điện từ14Chương 2 : Lựa chọn phương án thiết kế171. Các thông số tham khảo của xe ôtô tải 13 tấn171.1. Công dụng của xe ôtô KAMAZ 55111171.2. Các thông số tham khảo của xe KAMAZ 55111182. Lựa chọn kết cấu cụm ly hợp lắp trên xe tải 13 tấn202.1. Lựa chọn phương án dẫn động ly hợp20Chương 3 : Nội dung thiết kế tính toán291. Xác định mômen ma sát của ly hợp292. Xác định kích thước cơ bản của ly hợp292.1. Xác định bán kính ma sát trung bình của đĩa bị động292.2. Xác định số lượng đĩa bị động313. Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp313.1. Tính công trượt 323.2. Xác định công trượt riêng353.3. Kiểm tra theo nhiệt độ các chi tiết354. Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp364.1. Tính sức bền đĩa bị động364.2. Tính sức bền moayơ đĩa bị động384.3. Tính sức bền lò xo ép của ly hợp394.4. Tính sức bền lò xo giảm chấn của ly hợp424.5. Tính sức bền các chi tiết truyền lực tới đĩa chủ động454.6. Tính sức bền các đòn dẫn động464.7. Tính sức bền trục ly hợp475. Tính toán hệ thống dẫn động của ly hợp545.1. Xác định lực tác dụng nên piston cường hóa565.2. Xác định hành trình của bàn đạp585.3. Tính van điều khiển58Chương 4 : Quy trình công nghệ gia công chi tiết điển hình601.Giới thiệu chi tiết602.Công nghệ gia công chi tiết612.1. Nguyên công 1612.2. Nguyên công 2622.3. Nguyên công 3622.4. Nguyên công4632.5. Nguyên công 5632.6. Nguyên công 664Chương 5 : Bảo dưỡng, sửa chữa, điều chỉnh bộ ly hợp và dẫn động điều khiển ly hợp661.Chế độ và phương pháp bảo dưỡng hệ thống ly hợp662.Lắp ghép ly hợp673.Phân tích hư hỏng cum ly hợp ma sát khô683.1. Đĩa bị động bị mòn bề mặt ma sát683.2. Đĩa bị động bị cong vênh683.3. Đĩa bị động bị dính dầu693.4. Lò xo ép bị yếu hoặc gãy693.5. Sai lệch khe hở bạc mở đòn mở694.Những hư hỏng thường gặp của bộ ly hợp và biện pháp khắc phục hư hỏng705.Phương pháp xác định trạng thái hư hỏng ly hợp dùng trong chẩn đoán715.1. Các phương pháp xác định trạng thái trượt ly hợp715.2. Các phương pháp xác định trạng thái dính ly hợp khi mở725.3. Xác định hư hỏng qua âm thanh, mùi khét phát ra từ ly hợp72Kết Luận:73Tài liệu tham khảo:74

MỤC LỤC

Trang

Chương 1 : Tổng quan về hệ thống ly hợp trên ôtô 5

2.1 Ly hợp ma sát khô một đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí xung

1 Các thông số tham khảo của xe ôtô tải 13 tấn 17

1.2 Các thông số tham khảo của xe KAMAZ 55111 18

2 Lựa chọn kết cấu cụm ly hợp lắp trên xe tải 13 tấn 20

2.1 Xác định bán kính ma sát trung bình của đĩa bị động 29

3 Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp 31

4 Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp 36

4.4 Tính sức bền lò xo giảm chấn của ly hợp 424.5 Tính sức bền các chi tiết truyền lực tới đĩa chủ động 45

Chương 4 : Quy trình công nghệ gia công chi tiết điển hình 60

Hình 2.4 Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng cơ khí 20Hình 2.5 Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực 22Hình 2.6.Sơ đồ cấu tạo xilanh chính của dẫn động ly hợp bằng thủy lực 23Hình 2.7 Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng cơ khí có trợ lực khí nén 25Hình 2.8 Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực có trợ lực khí nén 27

Hình 3.2 Đặc tính chịu tải của lò xo và biến dạng của lò xo khi đóng và mở

ly hợp

40

Hình 3.3 Sơ đồ tính truyền lực 45Hình 3.4 Hệ thống dẫn động thủy lực cường hóa khí nén trên xe KAMAZ 54Hình 3.5 Sơ đồ kết cấu hệ thống dẫn động thủy lực cường hóa khí nén 55

Hình 4.5 Nguyên công 3 tiện mặt cầu ở đầu ty đẩy 62

LỜI NÓI ĐẦU

Trên thế giới cũng như ở nước ta, nền kinh tế quốc dân luôn đòi hỏi chuyên chở một khối lượng hàng hóa, hành khách rất lớn và cùng với sự phát triển của nền kinh tế thì lượng hàng hóa, hành khách yêu cầu được chuyên chở ngày càng lớn Vì thế, để tạo điều kiện cho kinh tế phát triển đòi hỏi ngành giao thông vận tải phải không ngừng phát triển cả về quy mô và chất lượng Ở Việt Nam việc phát triển ngành ôtô đã được Đảng và Nhà nước hết sức quan tâm

Theo mục tiêu, định hướng phát triển ngành ôtô Việt Nam loại xe tải 8 tấn đến

20 tấn được đặt ra chiếm một tỷ trọng từ 13% đến 15% trong tổng số ôtô và chiếm khoảng 30% đến 35% trong tổng số xe tải Vì thế việc nghiên cứu đề tài phục vụ cho sản xuất, cải tiến những cụm chi tiết cho xe tải trên 8 tấn là nhiệm vụ đặt ra phù hợp với sự phát triển ngành Công nghiệp ôtô của nước ta trong giai đoạn hiện nay

Mục tiêu đề tài tốt nghiệp là “tính toán thiết kế cụm ly hợp cho ôtô tải trung bình”.

Hệ thống ly hợp trên xe ôtô là một trong những cụm chi tiết chịu ảnh hưởng lớn của điều kiện địa hình, môi trường khí hậu và nhiệt độ Cụm ly hợp lắp trên xe kamaz

55111 là loại ly hợp ma sát khô hai đĩa thường đóng Các lò xo ép được bố trí xung quanh, có hệ thống dẫn động thủy lực và có cường hóa khí nén

Việc nắm vững phương pháp tính toán thiết kế, quy trình vận hành, tháo lắp điều chỉnh, bảo dưỡng các cấp và sửa chữa lớn ly hợp là một việc cần thiết Từ đó ta

có thể nâng cao khả năng vận chuyển, giảm giá thành vận chuyển, tăng tuổi thọ của

xe, đồng thời giảm cường độ lao động cho người lái

Với sự nỗ lực của bản thân, bản đồ án của em đã hoàn thành Tuy nhiên do trình

độ và thời gian có hạn, kinh nghiệm thực tế còn thiếu, nên bản đồ án của em chắc chắn

sẽ còn nhiều thiếu sót Em rất mong các thầy cô giáo cùng các bạn đóng góp ý kiến, để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn

.Hưng Yên Ngày 12 tháng 8 năm 2013 Sinh viên thiết kế

Lê Hoàng Thái

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN ÔTÔ

1 CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU CỦA LY HỢP

1.1 Công dụng ly hợp

Trong hệ thống truyền lực của ôtô, ly hợp là một trong những cụm chính, nó có công dụng là :

- Nối động cơ với hệ thống truyền lực khi ôtô di chuyển

- Ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong trường hợp ôtô khởi hành hoặc chuyển số

- Đảm bảo là cơ cấu an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực không bị quá tải như trong trường hợp phanh đột ngột và không nhả ly hợp

Ở hệ thống truyền lực bằng cơ khí với hộp số có cấp, thì việc dùng ly hợp để tách tức thời động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực sẽ làm giảm va đập giữa các đầu răng, hoặc của khớp gài, làm cho quá trình đổi số được dễ dàng Khi nối êm dịu động

cơ đang làm việc với hệ thống truyền lực (lúc này ly hợp có sự trượt) làm cho mômen

ở các bánh xe chủ động tăng lên từ từ Do đó, xe khởi hành và tăng tốc êm

Còn khi phanh xe đồng thời với việc tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực,

sẽ làm cho động cơ hoạt động liên tục (không bị chết máy) Do đó, không phải khởi động động cơ nhiều lần

1.2 Phân loại ly hợp

Ly hợp trên ôtô thường được phân loại theo 4 cách :

+ Phân loại theo phương pháp truyền mômen

+ Phân loại theo trạng thái làm việc của ly hợp

+ Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép

+ Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp

1.2.1 Phân loại theo phương pháp truyền mômen

Theo phương pháp truyền mômen từ trục khuỷu của động cơ đến hệ thống truyền lực thì người ta chia ly hợp ra thành 4 loại sau :

Loại 1 : Ly hợp ma sát : là ly hợp truyền mômen xoắn bằng các bề mặt ma sát,

- Theo vật liệu chế tạo bề mặt ma sát gồm có :

+ Thép với gang

+ Thép với thép

+ Thép với phêrađô hoặc phêrađô đồng

+ Gang với phêrađô

+ Thép với phêrađô cao su

- Theo đặc điểm của môi trường ma sát gồm có :

+ Ma sát khô

+ Ma sát ướt (các bề mặt ma sát được ngâm trong dầu)

Ưu điểm của ly hợp ma sát là : kết cấu đơn giản, dễ chế tạo

Nhược điểm của ly hợp ma sát là : các bề mặt ma sát nhanh mòn do hiện tượng trượt tương đối với nhau trong quá trình đóng ly hợp, các chi tiết trong ly hợp bị nung nóng do nhiệt tạo bởi một phần công ma sát

Tuy nhiên ly hợp ma sát vẫn được sử dụng phổ biến ở các ôtô hiện nay do những ưu điểm của nó.

Loại 2 : Ly hợp thủy lực : là ly hợp truyền mômen xoắn bằng năng lượng của chất lỏng (thường là dầu)

Ưu điểm của ly hợp thủy lực là : làm việc bền lâu, giảm được tải trọng động tác dụng lên hệ thống truyền lực và dễ tự động hóa quá trình điều khiển xe

Nhược điểm của ly hợp thủy lực là : chế tạo khó, giá thành cao, hiệu suất truyền lực nhỏ do hiện tượng trượt

Loại ly hợp thủy lực ít được sử dụng trên ôtô, hiện tại mới được sử dụng ở một

số loại xe ôtô du lịch, ôtô vận tải hạng nặng và một vài ôtô quân sự

Loại 3 : Ly hợp điện từ : là ly hợp truyền mômen xoắn nhờ tác dụng của từ trường nam châm điện Loại này ít được sử dụng trên xe ôtô

Loại 4 : Ly hợp liên hợp : là ly hợp truyền mômen xoắn bằng cách kết hợp hai trong các loại kể trên (ví dụ như ly hợp thủy cơ) Loại này ít được sử dụng trên xe ôtô

1.2.2 Phân loại theo trạng thái làm việc của ly hợp

Theo trạng thái làm việc của ly hợp thì người ta chia ly hợp ra thành 2 loại sau :

Ly hợp thường đóng : loại này được sử dụng hầu hết trên các ôtô hiện nay

Ly hợp thường mở : loại này được sử dụng ở một số máy kéo bánh hơi như C -

100 , C - 80 , MTZ2

1.2.3 Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép

Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép ngoài thì người ta chia ra các loại ly hợp sau :

Loại 1 : Ly hợp lò xo : là ly hợp dùng lực lò xo tạo lực nén lên đĩa ép, nó gồm các loại sau :

- Lò xo đặt xung quanh : các lò xo được bố trí đều trên một vòng tròn và có thể đặt một hoặc hai hàng

- Lò xo trung tâm (dùng lò xo côn)

Theo đặc điểm kết cấu của lò xo có thể dùng lò xo trụ, lò xo đĩa, lò xo côn.Trong các loại trên thì ly hợp dùng lò xo trụ bố trí xung quanh được áp dụng khá phổ biến trên các ôtô hiện nay, vì nó có ưu điểm kết cấu gọn nhẹ, tạo được lực ép lớn theo yêu cầu và làm việc tin cậy

Loại 2 : Ly hợp điện từ : lực ép là lực điện từ

Loại 3 : Ly hợp ly tâm : là loại ly hợp sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng và

mở ly hợp Loại này ít được sử dụng trên các ôtô quân sự

Loại 4 : Ly hợp nửa ly tâm : là loại ly hợp dùng lực ép sinh ra ngoài lực ép của

lò xo còn có lực ly tâm của trọng khối phụ ép thêm vào Loại này có kết cấu phức tạp nên chỉ sử dụng ở một số ôtô du lịch như ZIN-110, POBEDA

1.2.4 Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp

Theo phương pháp dẫn động ly hợp thì người ta chia ly hợp ra thành 2 loại sau :Loại 1 : Ly hợp điều khiển tự động

Loại 2 : Ly hợp điều khiển cưỡng bức

Để điều khiển ly hợp thì người lái phải tác động một lực cần thiết lên hệ thống dẫn động ly hợp Loại này được sử dụng hầu hết trên các ôtô dùng ly hợp loại đĩa ma sát ở trạng thái luôn đóng

Theo đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ thống dẫn động ly hợp thì người ta lại chia ra thành 3 loại sau :

- Dẫn động bằng cơ khí

- Dẫn động bằng thủy lực và cơ khí kết hợp

- Dẫn động bằng trợ lực : có thể bằng trợ lực cơ khí (dùng lò xo), trợ lực bằng khí nén hoặc trợ lực bằng thủy lực Nhờ có trợ lực mà người lái điều khiển ly hợp dễ dàng, nhẹ nhàng hơn

- Đóng ly hợp phải êm dịu, để giảm tải trọng va đập sinh ra trong các răng của hộp số khi khởi hành ôtô và khi sang số lúc ôtô đang chuyển động

- Mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng, tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong thời gian ngắn (vì mở không dứt khoát sẽ làm cho khó gài số được êm dịu)

- Mômen quán tính phần bị động của ly hợp phải nhỏ để giảm lực va đập lên bánh răng khi khởi hành và sang số

- Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ

- Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt

- Kết cấu ly hợp phải đơn giản, dễ điều chỉnh và chăm sóc, tuổi thọ cao

Ly hợp làm nhiệm vụ bộ phận an toàn để tránh quá tải cho hệ thống truyền lực

Tất cả những yêu cầu trên, đều được đề cập đến trong quá trình chọn vật liệu,

thiết kế và tính toán các chi tiết của ly hợp

2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA LY HỢP.

- Đối với hệ thống ly hợp, về mặt cấu tạo người ta chia thành các bộ phận chính:

- Cơ cấu ly hợp: là bộ phận thực hiện việc nối và ngắt truyền động từ động cơ đến hệ thống truyền lực

- Dẫn động ly hợp: là bộ phận thực hiện việc điều khiển đóng mở ly hợp

2.1 Ly hợp ma sát khô một đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh:

a Sơ đồ cấu tạo chung:

13

12 11 10 9 8Hình1 1: Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô một đĩa

- Nhóm các chi tiết chủ động bao gồm: bánh đà, vỏ ly hợp, đĩa ép, đòn mở và các lò xo

ép Khi ly hợp mở hoàn toàn thì các chi tiết thuộc nhóm chủ động sẽ quay cùng với bánh đà

- Nhóm các chi tiết bị động gồm đĩa bị động (đĩa ma sát), trục ly hợp Khi ly hợp mở hoàn toàn thì các chi tiết thuộc nhóm bị động sẽ đứng yên

- Theo sơ đồ cấu tạo ở hình vẽ thì vỏ ly hợp 5 được bắt cố định với bánh đà 1 bằng các

bu lông, đĩa ép 3 có thể dịch chuyển tịnh tiến trong vỏ và có bộ phận truyền mô men từ

vỏ 5 vào đĩa ép Các chi tiết 1, 3, 4, 5 được gọi là phần chủ động của ly hợp Chi tiết số

2 được gọi là phần bị động của ly hợp, các bộ phận còn lại thuộc bộ phận dẫn động ly hơp

bộ giảm chấn 13 đến moay ơ rồi truyền vào trục ly hợp (trục sơ cấp hộp số) Lúc này giữa bi tỳ 11 và đầu mở 12 có khe hở từ 3 ÷ 4 mm, tương ứng với hành trình tự do của bàn đạp ly hợp

- Trạng thái mở ly hợp: Khi cần ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp số người ta cần tác dụng một lực vào bàn đạp 7 thông qua đòn kéo 9 và càng mở 10, bạc

mở 6 mang bi tỳ 11 sẽ dịch chuyển sang trái Sau khi khắc phục hết khe hở, bi tỳ 11 sẽ

tì vào đầu đòn mở 12 Nhờ có khớp bản lề của bản lề liên kết với vỏ 5 nên đầu kia của đòn mở 12 sẽ kéo đĩa ép 3 nén lò xo 4 lại để dịch chuyển sang phải Khi này các bề mặt ma sát giữa bộ phận chủ động và bị động của ly hợp được tách ra và ngắt truyền động từ trục cơ tới trục sơ cấp của hộp số

c Ưu nhược điểm:

- Nhược điểm:

+ Đóng không êm dịu

+ Chỉ truyền được mô men không lớn lắm Nếu truyền mômen trên 70 ÷ 80 KGm thì cần đường kính đĩa ma sát lớn kéo theo các kết cấu khác đều lớn làm cho ly hợp cồng kềnh

2.2 Ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh :

a Sơ đồ cấu tạo chung:

5 7

8

17

16 15 14 13 12

Hình 1.2: Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô hai đĩa

1 - Bánh đà ; 2 - Lò xo đĩa ép trung gian

3 - Đĩa ép trung gian ; 4 - Đĩa ma sát ; 5 - đĩa ép ngoài

Nhìn chung cấu tạo của ly hợp hai đĩa cũng bao gồm các bộ phận và các chi tiết

cơ bản như đối với ly hợp một đĩa Điểm khác biệt là ở ly hợp hai đĩa có hai đĩa bị động số 4 cùng liên kết then hoa với trục ly hợp 10 Vì có hai đĩa bị động nên ngoài đĩa ép 5 còn có thêm đĩa ép trung gian 3 ở ly hợp hai đĩa phải bố trí thêm cơ cấu truyền mô men từ vỏ hoặc bánh đà sang đĩa ép và cả đĩa trung gian

b Nguyên lý hoạt động:

Trạng thái đóng ly hợp : ở trạng thái này các lò xo ép 7 một đầu tựa vào vỏ ly hợp 8, đầu còn lại tì vào đĩa ép 5 tạo lực ép để ép chặt toàn bộ các đĩa ma sát 4 và đĩa ép trung gian 3 với bánh đà 1 làm cho phần chủ động và phần bị động tạo thành một khối cứng Khi này mômen từ động cơ được truyền từ phần chủ động sang phần bị động của ly hợp thông qua các bề mặt ma sát của các đĩa ma sát 4 và đĩa ép trung gian 3 với đĩa ép

5 và lò xo ép 7 Tiếp đó mômen được truyền vào xương đĩa bị động qua bộ giảm chấn

17 đến moayơ rồi truyền vào trục ly hợp Lúc này giữa bi "T" 15 và đầu đòn mở 16 có một khe hở từ 3-4 mm tương ứng với hành trình tự do của bàn đạp ly hợp từ 30-40 mm

Trạng thái mở ly hợp : khi cần ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp số thì người lái tác dụng một lực vào bàn đạp 11 thông qua đòn kéo 13 và kéo càng mở 14, bạc mở 9 mang bi "T" 15 sẽ dịch chuyển sang trái Sau khi khắc phục hết khe hở bi "T" 15 sẽ tì vào đầu đòn mở 16 Nhờ có khớp bản lề của đòn mở liên kết với

vỏ 8 nên đầu kia của đòn mở 16 sẽ kéo đĩa ép 5 nén lò xo 7 lại để dịch chuyển sang

phải tạo khe hở giữa các đĩa ma sát với các đĩa ép, đĩa ép trung gian và bánh đà Khi này các bề mặt ma sát giữa bộ phận chủ động và bị động của ly hợp được tách ra và ngắt sự truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp số.

Ngoài các trạng thái làm việc trên, thì ly hợp còn xuất hiện trạng thái trượt tương đối giữa các bề mặt ma sát của ly hợp Hiện tượng này thường xuất hiện khi đóng ly hợp (xảy ra trong thời gian ngắn) hoặc khi gặp quá tải (phanh đột ngột mà không nhả ly hợp)

c Ưu nhược điểm:

- Ưu điểm:

+ Đóng êm dịu (do có nhiều bề mặt ma sát)

+ Giảm được đường kính chung của đĩa ma sát, bánh đà … mà vẫn đảm bảo truyền đủ mômen cần thiết của động cơ

- Nhược điểm:

+Mở không dứt khoát, nhiệt lớn, kết cấu phức tạp nên khó bảo dưỡng và sữa chữa

2.3 Ly hợp thuỷ lực:

a. Sơ đồ cấu tạo chung:

Cấu tạo của ly hợp thủy lực được trình bày như hình vẽ bao gồm:

Bánh bơm được hàn chặt với vỏ ly hợp và được bắt chặt với vỏ trục khuỷu động

cơ (quay cùng với trục khuỷu) Nó có tác dụng quạt dòng chất lỏng sang bánh tuabin thông qua đó truyền mômen

Bánh tuabin được đặt trong vỏ ly hợp có thể quay tự do, được nối với trục sơ cấp hộp số bằng khớp nối then hoa, nó chịu sự tác động của dòng chất lỏng từ bánh bơm truyền sang, khi đó nó sẽ quay và truyền chuyển độngcho trục sơ cấp hộp số

b. Nguyên lý hoạt động:

Ly hợp thuỷ lực làm việc dựa trên nguyên tắc truỷ động Khi bánh bơm được trục khuỷu động cơ dẫn động quay làm chất lỏng chứa trong khoang công tác của bánh bơm sẽ quay theo Chất lỏng tham gia vào hai chuyển động: một chuyển động quay theo bánh bơm và một chuyển động tịnh tiến theo các máng của cánh dẫn từ phía trong

ra phía ngoài Động năng của chất lỏng cũng tăng từ trong ra ngoài Khi ra khỏi bánh bơm chất lỏng sẽ chuyển tiếp sang bánh tuốc bin và động năng của dòng chất lỏng sẽ làm cho bánh tuốc bin quay theo ở bánh tuốc bin chất lỏng chuyển động từ ngoài vào trong và động năng giảm dần Sau khi ra khỏi bánh tuốc bin chất lỏng tiếp tục đi vào

bánh bơm để nhận năng lượng và thực hiện các chu trình tiếp theo

c Ưu nhược điểm:

- Ưu điểm :

+ Khi đóng ly hợp rất êm dịu

+ Làm việc êm dịu, hạn chế va đập khi truyền mô men từ động cơ xuống hệ thống truyền lực

+ Có khả năng trượt lâu dài mà không gây hao mòn như ở ly hợp ma sát

- Nhược điểm :

+ Không có khả năng biến đổi mômen nên đã hạn chế phạm vi sử dụng của nó trên các hộp số thủy cơ ôtô

+ Hiệu suất thấp ở vùng làm việc có tỉ số truyền nhỏ

+ Độ nhạy quá cao làm ảnh hưởng xấu đến đặc tính làm việc kết hợp với động

4 được nối với trục ly hợp (trục sơ cấp của hộp số) Các bộ phận chủ động, bị động và

bộ phận cố định có thể quay trơn với nhau thông qua các khe hở A, B, C, D Để hiệu suất truyền động cao các khe hở này phải nhỏ Ngoài ra để tăng khả năng truyền mô men từ phần chủ động sang phần bị động người ta bỏ bột sắt vào khoang kín giữa phần chủ động và phần bị động

- Trạng thái mở ly hợp: Khi cần mở ly hợp người ta ngắt dòng điện cấp cho cuộn dây 15 Lực điện từ sẽ mất, các chi tiết được quay tự do, ngắt đường truyền mô men từ động cơ tới trục ly hợp

c Ưu nhược điểm :

+ Giá thành đắt.

Chương 2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

1 CÁC THÔNG SỐ THAM KHẢO CỦA XE ÔTÔ TẢI 13 TẤN

1.1 Công dụng của xe ôtô Kamaz 55111

Xe tải Kamaz là loại xe tải được sản suất tại Liên xô trước đây Xe tải

Kamaz được đưa vào Việt nam từ những thập kỉ 70, 80 của thế kỉ 20 và nó rất phù hợp với điều kiện sử dụng ở Việt nam

Lúc đầu xe được sử dụng chủ yếu trong việc khai thác mỏ , chuyên chở vật liệu phục

vụ làm đường nhờ kết cấu bền ,gọn, mang tính cơ động cao phù hợp với điều kiện khí hậu và địa hình Việt nam

Ngày nay xe tải Kamaz được phát triển với nhiều chủng loại phong phú như xe tải tự

đổ, xe tải thùng, xe đầu kéo 6x4, 6x6 với các tải trọng từ nhỏ đến lớn ở việt nam xe được cải tiến phục vụ cho nhiều mục đích khác như

Xe chở xăng dầu, xe chở nước, xe ca chở công nhân viên

Hình 2.1: Xe tải tự đổ KAMAZ- 55111

Hình 2.2: Xe tải thùng KAMAZ

Hình 2.3: Xe đầu kéo KAMAZ

Xe Kamaz đã góp một phần không nhỏ trong công cuộc phát triển đất nước Nhờ những lợi ích mà nó mang lại , xe Kamaz ngày càng trở nên quen thuộc với những người dân Việt nam

1.2 Các thông số kỹ thuật của xe ôtô Kamaz 55111

Bảng Thông số kĩ thuật xe KAMAZ 55111

- Cầu trước, kG

- 2 Cầu sau, kG

22200 5500 16700

Loại động cơ ĐIEZEL, tăng áp

2 LỰA CHỌN KẾT CẤU CỤM LY HỢP LẮP TRÊN XE TẢI 13 TẤN

2.1 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN DẪN ĐỘNG LY HỢP

2.1.1: Phương án 1 : Dẫn động ly hợp bằng cơ khí.

Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các đòn, khớp nối và được lắp theo nguyên lý đòn bẩy Loại dẫn động điều khiển ly hợp đơn thuần này có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và có độ tin cậy làm việc cao Hệ thống dẫn động này được sử dụng phổ biến ở các ôtô quân sự như xe ZIN-130, ZIN-131,

Nhược điểm cơ bản của hệ thống dẫn động này là : yêu cầu lực tác động của người lái nên bàn đạp ly hợp phải lớn, nhất là đối với loại xe ôtô hạng nặng

∆

8 2

Khi người lái nhả bàn đạp 8 thì dưới tác dụng của lò xo hồi vị 6, bàn đạp trở về

vị trí ban đầu duy trì khe hở δ giữa bạc mở với đầu đòn mở Nhờ có các lò xo ép để ép đĩa ép tiếp xúc với đĩa ma sát, ly hợp được đóng lại

Hành trình toàn bộ của bàn đạp ly hợp thường từ 130 ÷ 150 mm Trong quá trình làm việc, do hiện tượng trượt tương đối giữa các bề mặt ma sát, nên đĩa ma sát thường bị mòn, do đó hành trình tự do của bàn đạp ly hợp bị giảm xuống Khi các bề mặt ma sát mòn tới mức nào đó thì hành trình tự do của ly hợp giảm tới mức tối đa, sẽ không tạo được cảm giác cho người lái nữa, đồng thời gây hiện tượng tự ngắt ly hợp Trong trường hợp khác, khi hành trình tự do của bàn đạp ly hợp quá lớn, làm cho người lái đạp bàn đạp hết hành trình toàn bộ mà ly hợp vẫn chưa mở hoàn toàn, cũng tạo hiện tượng trượt tương đối giữa các bề mặt ma sát, sẽ gây mòn các bề mặt ma sát một cách nhanh chóng

Trong cả hai trường hợp nêu trên đều không có lợi, vì vậy phải điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp ly hợp trong một miền cho phép

Ưu điểm : Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, có độ tin cậy làm việc cao, dễ tháo lắp

7 5

Hình 2.5: Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực

1 Bàn đạp ly hợp ; 2 Lò xo hồi vị

3 Xilanh chính ; 4 Piston xilanh chính

5 Đường ống dẫn dầu ; 6 Xilanh công tác

7 Càng mở ly hợp ; 8 Bạc mở ly hợp

Hình 2.6: Sơ đồ cấu tạo xilanh chính của dẫn động ly hợp bằng thủy lực

1 Xilanh ; 2 Bình chứa dầu ; 3 Nút đổ dầu vào

4 Tấm chắn dầu ; 5 Piston ; 6 Cần piston

7 Lá thép mỏng hình sao ; 8 Phớt làm kín

9 Lò xo hồi vị piston ; 10 Van một chiều

11 Lò xo van một chiều ; 12 Van hồi dầu

a Lỗ cung cấp dầu ; b Lỗ điều hòa

Nguyên lý làm việc :

Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 1, nhờ thanh đẩy, đẩy piston 4 của xilanh chính 3 sang trái, bịt lỗ bù dầu b, làm dầu trong khoang D bị nén lại Khi áp lực dầu trong khoang D thắng lực ép của lò xo van một chiều 11 ở van một chiều 10 thì van một chiều mở ra Lúc này dầu từ khoang D theo đường ống dẫn dầu 5 vào xilanh công tác 6 đẩy piston sang phải, làm cho càng mở ly hợp 7 quay quanh O, đồng thời đẩy bạc mở 8 sang trái (theo chiều mũi tên) Bạc mở tác động nên đầu dưới của đòn mở ly hợp tách đĩa ép ra khỏi bề mặt ma sát Ly hợp được mở

Khi người thả bàn đạp ly hợp 1 thì dưới tác dụng của lò xo hồi vị 2 và lò xo ép làm các piston của xilanh chính và xilanh công tác từ từ trở về vị trí ban đầu Lúc này dầu từ xilanh công tác 6 theo đường ống dẫn dầu 5 qua van hồi dầu 12 vào khoang D

Khi người lái nhả nhanh bàn đạp ly hợp 1, thì do sức cản của đường ống và sức cản của van hồi dầu 12 làm cho dầu từ xilanh công tác 6 không kịp về điền đầy vào

khoang D Vì thế tạo ra độ chân không ở khoang D, nên dầu từ khoang C qua lỗ cung cấp dầu a vào khoang E, rồi sau đó dầu qua lỗ nhỏ ở mặt đầu piston ép phớt cao su 8

để lọt sang bổ sung dầu cho khoang D (tránh hiện tượng lọt khí vào khoang D, khi khoang D có độ chân không) Khi dầu đã khắc phục được sức cản của đường ống và van hồi dầu 12 để trở về khoang D, thì lượng dầu dư từ khoang D theo lỗ bù dầu b trở

về khoang C, đảm bảo cho ly hợp đóng hoàn toàn

Lỗ bù dầu b còn có tác dụng điều hòa dầu khi nhiệt độ cao Lúc nhiệt độ cao dầu trong khoang D nở ra, làm áp suất dầu tăng lên, dầu qua lỗ bù dầu b về khoang C

Vì thế khắc phục được hiện tượng tự mở ly hợp

Ưu điểm : Kết cấu gọn, việc bố trí hệ thống dẫn động thủy lực đơn giản và thuận tiện Có thể đảm bảo việc đóng ly hợp êm dịu hơn so với hệ thống dẫn động ly hợp bằng cơ khí Ống dẫn dầu không có biến dạng lớn, nên hệ thống dẫn động thủy lực có độ cứng cao Đồng thời hệ thống dẫn động bằng thủy lực có thể dùng đóng mở hai ly hợp

Nhược điểm : Loại hệ thống dẫn động bằng thủy lực không phù hợp với những

xe có máy nén khí Yêu cầu hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực cần có độ chính xác cao

2.1.3 Phương án 3 : Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có trợ lực khí nén.

Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các thanh đòn, khớp nối Đồng thời kết hợp với lực đẩy của khí nén

∆ 2

9 Mặt bích của xilanh phân phối ; 10 Thân van phân phối

11 Đường dẫn khí nén vào ; 12 Phớt van phân phối

13 Đường dẫn khí nén ; 14 Piston van phân phối

xilanh phân phối 9 và đẩy thân van phân phối 10 sang phải (theo chiều mũi tên) Khi mặt phải của thân van phân phối chạm vào đai ốc hạn chế hành trình nắp trên cần piston 15 thì làm cho càng mở ly hợp 16 quay quanh O4 và đẩy bạc mở ly hợp 19 sang trái (theo chiều mũi tên) Ly hợp được mở.

Đồng thời với việc khi nắp bên phải của thân van phân phối tỳ vào đai ốc hạn chế hành trình của cần piston 15 thì đầu piston van phân phối 14 cũng tỳ vào phớt van

12 và làm van 12 mở ra Khí nén lúc này từ khoang A qua van 12 vào khoang B, rồi theo đường dẫn khí nén 13 vào xilanh 17 và đẩy xilanh lực dịch chuyển làm đòn dẫn động 18 quay quanh O4 Kết hợp với càng mở ly hợp 16 quay và đẩy bạc mở ly hợp

19 sang trái Ly hợp được mở

Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp ly hợp 1 thì dưới tác dụng của lò xo hồi

vị 6 kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu Đồng thời thông qua đòn dẫn động 8 kéo thân van phân phối 10 sang trái, khi mặt đầu bên phải của piston 14 chạm vào mặt bích bên phải của thân van thì piston 14 được đẩy sang trái, làm càng mở ly hợp 16 quay và đẩy bạc mở ly hợp 19 sang phải Cùng lúc đó, dưới tác dụng của lò xo hồi vị phớt van phân phối 12 và đẩy van này đóng kín cửa van Khí nén từ xilanh lực 17 theo đường dẫn khí nén 13 vào khoang B và qua đường thông với khí trời a ở thân piston 14 ra ngoài Lúc này ly hợp ở trạng thái đóng hoàn toàn

Ưu điểm : Hệ thống dẫn động làm việc tin cậy, khi trợ lực khí nén hỏng thì hệ thống dẫn động cơ khí vẫn có thể điều khiển ly hợp được

Nhược điểm : Khi trợ lực hỏng thì lực bàn đạp lớn Loại hệ thống dẫn động này phù hợp với những xe có máy nén khí

2.1.4 Phương án 4 : Dẫn động ly hợp bằng thủy lực có trợ lực khí nén.

Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các thanh đòn và áp lực của dầu trong các xilanh lực Đồng thời kết hợp với áp lực của khí nén lấy từ các máy nén khí

3 Xilanh chính ; 4 ; 13 Đường ống dẫn dầu

5 Xilanh công tác ; 6 Piston xilanh

7 Cần piston ; 8 Xilanh thủy lực

9 Piston xilanh thủy lực ; 10 Cần piston xilanh thủy lực

11 Càng mở ly hợp ; 12 Bạc mở ly hợp

14 Piston xilanh mở van ; 15 Cốc van phân phối

18 Van nạp ; 19 Đường ống dẫn khí nén

Nguyên lý làm việc :

Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 1, làm cho tay đòn bàn đạp quay quanh O1 và đẩy cần piston của xilanh chính 3 đi xuống (theo chiều mũi tên) Dầu từ xilanh chính 3 được piston nén lại và theo đường ống dẫn dầu 4 vào xilanh thủy lực 8 Áp lực dầu tác dụng vào mặt piston xilanh thủy lực 9 và đẩy nó cùng cần piston 10 sang phải Làm cho càng mở ly hợp 11 quay quanh O2 và đẩy bạc mở ly hợp

12 sang trái (theo chiều mũi tên) Ly hợp được mở

Đồng thời dầu có áp suất theo đường ống dẫn dầu 13 tác dụng lên piston xilanh

mở van 14 thì đẩy piston 14 cùng cốc van 15 và màng ngăn 16 sang trái Đóng van xả

17 lại và van nạp 18 được mở ra Khí nén từ máy nén khí theo đường ống dẫn khí nén

19 qua van nạp 18 vào khoang A, rồi theo lỗ thông xuống khoang B và đẩy piston xilanh 6 cùng cần piston 7 sang phải Kết hợp với lực đẩy của áp lực dầu, đẩy piston xilanh thủy lực 9 cùng cần piston 10 làm cho càng mở ly hợp 11 quay quanh O2 và đẩy bạc mở ly hợp 12 sang trái Ly hợp được mở

Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp ly hợp 1 thì dưới tác dụng của lò xo hồi

vị 2 kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu Piston của xilanh chính 3 dịch chuyển lên phía trên và dầu từ xilanh công tác trở về xilanh chính Đồng thời van xả 17 mở, van nạp 18 đóng lại Khí nén từ khoang B qua lỗ thông sang khoang A và qua van xả 17 rồi theo

lỗ trên cốc van phân phối 15 thông với khí trời ra ngoài Ly hợp đóng hoàn toàn

Ưu điểm : Hệ thống dẫn động làm việc tin cậy, khi trợ lực khí nén hỏng thì hệ thống dẫn động bằng thủy lực vẫn hoạt động bình thường Lực của người lái tác dụng vào bàn đạp ly hợp nhỏ Hành trình toàn bộ của bàn đạp không lớn Loại hệ thống dẫn động này thì đảm bảo được yêu cầu đóng ly hợp êm dịu, mở dứt khoát và dùng phù hợp với những xe có máy nén khí

Nhược điểm : Kết cấu phức tạp, bảo dưỡng, điều chỉnh sửa chữa khó khăn và yêu cầu độ chính xác của hệ thống dẫn động cao

NHẬN XÉT :

Qua phân tích, tìm hiểu kết cấu, nguyên lý hoạt động, xem xét ưu điểm

và nhược điểm của từng phương án dẫn động điều khiển ly hợp, ta thấy Phương án 4 :

Dẫn động ly hợp bằng thủy lực có trợ lực khí nén phù hợp để áp dụng cho việc thiết kế

hệ thống ly hợp cho xe tải 13 tấn trên cơ sở xe

Chương 3 NỘI DUNG THIẾT KẾ TÍNH TOÁN

1 XÁC ĐỊNH MÔMEN MA SÁT CỦA LY HỢP

Ly hợp cần được thiết kế sao cho nó phải truyền được hết mômen của động cơ

và đồng thời bảo vệ được cho hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải Với hai yêu cầu như vậy mômen ma sát của ly hợp được tính theo công thức :

Tra bảng 1 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", ta xác định hệ

số dự trữ của ly hợp :

Bảng 3.1 Hệ Số dự trữ ly hợp β

Xe tải, xe khách, máy kéo vận tải( không rơ mooc) 1,50 ÷ 2,25

Máy kéo nông nghiệp kiểu ly hợp thường đóng 2,00 ÷ 2,50

Với ôtô tải ta chọn : β = 1,50 ÷ 2,25

→ Ta chọn β = 2

⇒ Vậy mômen ma sát của ly hợp :

Mc = β Me max = 2 85 = 170 kGm = 1667,7 Nm

2 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA LY HỢP

2.1 Xác định bán kính ma sát trung bình của đĩa bị động

Mômen ma sát của ly hợp được xác định theo công thức :

Mc = β Me max = µ P∑ Rtb iTrong đó : µ - hệ số ma sát

Trong đó : Me max - mômen cực đại của động cơ, tính theo Nm.

D2 - đường kính ngoài của đĩa ma sát, tính theo m

C - hệ số kinh nghiệm

Bảng 3.2 Hệ số kinh nghiệm

Ô tô vận tải trong điều kiện bình thường 3,6

Ô tô vận tải trong điều kiện nặng 1,9

Với ôtô tải → C = 3,6

→ D2 = 2 R2 = 3,16 C

Memax = 3,16

85×9,813,6 =0,48 m

So sánh đường kính ngoài của đĩa ma sát với đường kính bánh đà động cơ lấy theo xe tham khảo : Dbđ = 0,365 m (đường kính trong lòng)

thì ta thấy rằng D2 = 0,48 m > Dbđ =0,365 m

Như vậy có hai phương án :

+ Nếu ta giữ nguyên đường kính ngoài của đĩa ma sát D2 =0,43 m và tăng đường kính bánh đà thì phương án này không thực hiện được Vì nó liên quan đến cân bằng động của động cơ

+ Nếu ta giảm đường kính ngoài từ D2 =0,43 m xuống D2 =0,35 m (lấy theo xe tham khảo) và tăng số đôi bề mặt ma sát thì phương án này là phù hợp Vậy ta chọn phương án này

Ta có D2 = 0,35 m → Bán kính ngoài của đĩa ma sát : R2 = 0,175 m

Bán kính trong của đĩa ma sát được tính theo bán kính ngoài :

Ta có: R1 = kR R2 trong đó: kR = (0,53 ÷ 0,75)

→ R1 = (0,53 ÷ 0,75) R2 = (0,53 ÷ 0,75) 0,175 = (0,9275 ÷ 0,13125) m

→ Vì động cơ lắp trên xe Kamaz 55111 là loại động cơ Điêzen nên ta chọn trị số R

2 2

3 1

3 2

R R

R R 3

2

=  − 

−

2 2

3 3

1 0,175

1 0,175 3

2

, 0

, 0

Tra bảng 3 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", với nguyên liệu làm các bề mặt là gang với phêrađô → ta chọn hệ số ma sát : µ = 0,2

Tra bảng 3 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", ta xác định áp lực riêng cho phép : [q] = 100 ÷ 250 kN/m2

→ Ta chọn [q] = 230 kN/m2

M

2 tb

Số đôi bề mặt ma sát phải là số chẵn ⇒ Lấy i = 4

Vậy số lượng đĩa bị động của ly hợp là : n = 2

Kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát theo công thức :

3 XÁC ĐỊNH CÔNG TRƯỢT SINH RA TRONG QUÁ TRÌNH ĐÓNG LY HỢP

Khi đóng ly hợp có thể xảy ra hai trường hợp :

- Đóng ly hợp đột ngột tức là để động cơ làm việc ở số vòng quay cao rồi đột ngột thả bàn đạp ly hợp Trường hợp này không tốt nên phải tránh

- Đóng ly hợp một cách êm dịu : Người lái thả từ từ bàn đạp ly hợp khi xe khởi động tại chỗ sẽ làm tăng thời gian đóng ly hợp và do đó sẽ tăng công trượt sinh ra

trong quá trình đóng ly hợp Trong sử dụng thường sử dụng phương pháp này nên ta tính công trượt sinh ra trong trường hợp này.

Các thông số thể hiện chế độ tải của ly hợp là công trượt riêng l0 được xác định khi ôtô khởi động tại chỗ và mức gia tăng nhiệt độ ∆t của đĩa chủ động sau một lần đóng ly hợp

3.1 Tính công trượt:

Khi khởi động hoặc khi sang số, người lái thường đóng mở ly hợp nên sinh ra

sự chênh lệch về tốc độ giữa đĩa bị động và đĩa chủ động Điều này bao giờ cũng sinh

ra trượt Hiện tượng trượt này sinh ra công ma sát và công này biến thành nhiệt làm nung nóng các chi tiết của ly hợp nên lò xo có thể bị ủ ở nhiệt độ cao và như vậy có thể làm mất khả năng ép của lò xo, dẫn đến gây hao mòn nhanh các chi tiết như đĩa ép, đĩa ma sát Trong điều kiện vận hành bình thường, công trượt sinh ra lớn nhất khi xe khởi hành tại chỗ

Công của động cơ ở giai đoạn đầu xảy ra trong thời gian t1 tiêu tốn cho sự trượt tính như sau:

a m

2

Công của động cơ ở giai đoạn thứ hai xảy ra trong khoảng thời gian t2 tiêu tốn

để tăng tốc độ của trục bị động ly hợp Công này dùng để thắng sức cản chuyển động của ôtô, công trượt ở thời gian nay được tính như sau:

2 a m

3

2 ) (

J 2

Bảng 3.3 Hệ số cản lăn của đường f.

Loại dường Hệ số cản lăn f ứng với v < 22,2 m/s

f : Hệ số cản lăn của đường, f = 0,03

α : Góc dốc của đường, giả thiết α = 00.Vậy ψ = 0,03 + tg00 = 0,03

+ K : Hệ số cản của không khí

+ F : Diện tích cản chính diện của ôtô

+ V : Vận tốc của ôtô, khi khởi động tại chỗ V = 0 nên KFV2 = 0

20).25,4 = 508 (mm)

: Tỉ số truyền của hộp số phụ, if 0

= 1

+ i0 : Tỉ số truyền của truyền lực chính, i0 = 5,43

+ ηtl : Hiệu suất của hệ thống truyền lực

ηtl = ηlh.ηh.ηf.ηcđ.η0

ηlh : Hiệu suất của ly hợp, ηlh = 1

ηh : Hiệu suất của hộp số ở tay số 1, ηh = 0,98.

ηf : Hiệu suất của hộp số phụ, ηf = 1

ηcđ : Hiệu suất các đăng, ηcđ = 0,99

η0 : Hiệu suất của truyền lực chính, η0 = 0,98Vậy ta có :

ηtl = 1.0,98.1.0,99.0,98 = 0,93

Thay vào công thức tính Ma ta có:

Ma = (217782.0,03 + 0)

0, 4757,82.1.5, 43.0,93 = 78,59 (N.m)

- ωm : Tốc độ góc của động cơ tại thời điểm mômen lớn nhất

nM :số vòng quay ở thời điểm mômen động cơ lớn nhất, nM = 1500 v/p

- ωa : Tốc độ góc của trục ly hợp, ωa = 0 vì ôtô khởi động tại chỗ

- Ja : Mômen quán tính tương đương với khối lượng chuyển động tịnh tiến của ôtô cùng với các chi tiết trong hệ thống truyền lực và bánh xe quy về trục sơ cấp của hộp số

- t1 : Thời gian đóng ly hợp ở giai đoạn đầu

t1 = k

Ma

Ma là mômen cản chuyển động quy về trục ly hợp, Ma = 78,59 N.m

k : Hệ số đặc trưng cho tốc độ đóng ly hợp, lấy k = 550 N.m/s

A là biểu thức rút gọn tính theo công thức

A = 2 Ja.( ωm − ωa)

3.2 Xác định công trượt riêng

Để đánh giá độ hao mòn của đĩa ma sát, ta phải xác định công trượt riêng theo công thức sau :

lo = F i

L

⋅ ≤ [lo] (Nm/m2)Trong đó : lo - công trượt riêng

L - công trượt của ly hợp (KGm)

F - diện tích bề mặt ma sát của đĩa bị động (m2)

i - số đôi bề mặt ma sát i = 4[lo] - công trượt riêng cho phép

Tra bảng 4 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", ta xác định công trượt riêng cho phép :

Với ôtô tải có trọng tải > 5 tấn → [lo] = 400.104÷ 600.104 Nm/m2

L

2 1

3.3 Kiểm tra theo nhiệt độ các chi tiết

Công trượt sinh nhiệt làm nung nóng các chi tiết như đĩa ép, đĩa ép trung gian ở

Trong đó :

L - công trượt sinh ra khi ly hợp bị trượt (kGm).

c - : Nhiệt dung riêng của chi tiết bị nung nóng, đối với vật liệu gang và thép có c = 481,5 J/kg.0C

mt - khối lượng chi tiết bị nung nóng (kg) Lấy theo xe tham khảo mt= 12kg

γ - hệ số xác định phần công trượt dùng nung nóng chi tiết cần tính

Với đĩa ép ngoài →γ = 2n

1

= 2 2

1

⋅ = 4 1

Với đĩa ép trung gian ở ly hợp 2 đĩa →γ = n

1

= 2 1

[∆T] - độ tăng nhiệt độ cho phép của chi tiết

Với ôtô không có kéo rơmoóc : [∆T] < 15 oCNhận xét :

- Đối với đĩa ép trung gian khi bị trượt thì cả hai bề mặt đều tham gia

- Đối với đĩa ép ngoài và bánh đà khi bị trượt thì chỉ có 1 bề mặt tham gia

Như vậy đĩa ép trung gian và đĩa ép ngoài có khối lượng tương đương nhau, bánh đà có khối lượng lớn hơn Nhưng khi bị trượt thì đĩa ép trung gian có độ tăng nhiệt độ gấp hai lần so với đĩa ép ngoài và bánh đà Do đó ta chỉ cần kiểm tra độ tăng nhiệt độ của đĩa ép trung gian nên đảm bảo điều kiện cho phép là được

×

× = 3,94 oC < [∆T]

Vậy đĩa ép trung gian thỏa mãn độ tăng nhiệt độ cho phép

- Khi đĩa ép ngoài bị nung nóng (với độ tăng nhiệt độ ∆T chỉ bằng 1/2 độ tăng nhiệt độ của đĩa ép trung gian), thì lò xo ép cũng có độ tăng nhiệt độ còn nhỏ hơn độ tăng nhiệt độ của đĩa ép ngoài (do có đệm cách nhiệt) Do vậy, ta không cần kiểm tra nhiệt độ của lò xo ép

4 TÍNH TOÁN SỨC BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT CHỦ YẾU CỦA LY HỢP

4.1 Tính sức bền đĩa bị động

Để giảm kích thước của ly hợp, khi ly hợp làm việc trong điều kiện ma sát khô thì chọn vật liệu có hệ số ma sát cao Vật liệu của tấm ma sát thường chọn là loại phêrađô Đĩa bị động gồm các tấm ma sát và xương đĩa Xương đĩa thường chế tạo bằng thép cacbon trung bình và cao → Ta chọn thép 50

Chiều dày xương đĩa thường chọn từ [1,5 ÷ 2,0] mm Ta chọn δx = 2 mm

Chiều dày tấm ma sát thường chọn từ [3 ÷ 5] mm Ta chọn δ = 4,5 mm

Tấm ma sát được gắn với xương đĩa bị động bằng đinh tán Vật liệu của đinh tán được chế tạo bằng đồng, có đường kính d = 4 mm Đinh tán được bố trí trên đĩa theo hai dãy tương ứng với các bán kính như sau :

Vòng trong : r1 = 13,5 cm = 0,125 mmVòng ngoài : r2 = 18,5 cm =0,195 Lực tác dụng lên mỗi dãy đinh tán được xác định theo công thức :

F1 = 2 (12 22)

1 emax

rr

rM

2 emax

rr

rM

σcd - ứng suất chèn dập của đinh tán ở từng dãy

F - lực tác dụng lên đinh tán ở từng dãy

n - số lượng đinh tán ở mỗi dãy

Vòng trong n1 = 16 đinhVòng ngoài n2 = 20 đinh

[σcd] - ứng suất chèn dập cho phép của đinh tán [σcd] = 2452,5.104 N/m2

Ứng suất cắt và ứng suất chèn dập đối với đinh tán ở vòng trong :

dn

F

2 1

⇒ Vậy các đinh tán đảm bảo độ bền cho phép

Ứng suất cắt và ứng suất chèn dập đối với đinh tán ở vòng ngoài :